Küçük alan radyoterapi tedavisinde kullanılan yüksek enerjili ışınların su ortamındaki doz dağılımlarının incelenmesi

Bu çalışmanın amacı, küçük alan radyoterapi uygulamalarında, tedavi planlama sistemi (TPS)' nde Monte Carlo tabanlı doz hesaplama algoritmalarının daha doğru doz tahminlemesi yapabilmelerine yönelik olarak voksel boyut etkilerinin araştırılmasıdır. Bu tez çalışmasında, cilt dokusunda ve deri altındaki yüzeye yakın bölgelerde doz dağılımları hesaplanarak voksel boyut etkileri incelendi. Tedavi alanı boyutu, ortam materyali ve foton enerjisi gibi fiziksel parametreler TPS' deki durumlar dikkate alınarak belirlendi. Doz hesaplamaları üç ayrı aşamada gerçekleştirildi. Bütün aşamalarda, EGSnrc Monte Carlo kodu tabanlı DOSXYZnrc kullanıcı kodu kullanıldı ve hasta vücudu 30x30x5 cm3 hacimli homojen bir su fantomu olarak kabul edildi. Doz dağılımları, farklı tedavi alanı boyutları, voksel boyutları ve foton enerjileri için z=1.0 cm' ye kadar farklı derinliklerde, yatayda ve X-ışını gelme doğrultusundaki düzlemde değişik senaryolarda ayrı ayrı hesaplandı. Birinci aşamada elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde, 1 MeV foton enerjisinde ideal voksel kenar uzunluk değerinin, alan boyutuna ve derinliğe bağlı olarak dikkate değer ölçüde değiştiği ortaya konuldu. İkinci aşamada 0.5x0.5 cm2 ve 3x3 cm2 tedavi alanlarında ve farklı foton enerjileri (2-10 MeV) için 1.0 cm derinliğe kadar farklı noktalardaki doz değerleri hesaplandı. İdeal voksel büyüklüklerinin, alan boyutuna, gelen foton enerjisine ve derinliğe bağlı olarak önemli şekilde değiştiği bulundu. Üçüncü aşamada 4 MV' lik bir hızlandırıcı başlığından çıkan X-ışını spektrumu için 0.5x0.5 cm2 ve 3x3 cm2 tedavi alanlarında doz hesaplamaları ayrı ayrı gerçekleştirildi. Monoenerjitik ve spektrum foton kaynakları kullanılarak elde edilen doz değerlerinin farklı olmasına rağmen ideal voksel kenar uzunluk değerlerinin birbirleriyle aynı olduğu gösterildi. Monte Carlo tekniği kullanılarak yapılan tüm hesaplamalarda ve her bir tedavi alanı için seçilen enerji ve geometri koşullarında 0.1 cm derinliğe kadar 0.01 cm voksel kenar uzunluk değerinin kullanılabilecek yatay düzlemdeki ideal voksel boyutu olduğu sonucuna varıldı. Küçük alanlar için güvenle kullanılabilecek voksel kenar uzunluk değerinin, hem spektrum hem de monoenerjitik foton kaynakları için, gelen foton enerjisi, tedavi alanın büyüklüğü ve derinlik değerlerindeki artışa bağlı olarak, daha büyük uzunluklarda seçilebileceği gösterildi. Geometri koşullarına göre tedavi alanı genişliği, gelen foton enerjisi ve derinliğe bağlı ideal voksel kenar uzunluk değerleri tablolar halinde sunuldu. Bu tablolarda detaylı olarak yer alan verilerin klinik kullanımda dikkate alınmaları halinde doz değerlerinin daha kesin bir şekilde hesaplanabileceği ve buna bağlı olarak da tedavi sonrasında hastalarda ortaya çıkabilecek hayati yan etkilerin önlenmesinde önemli katkı sağlanabileceği sonucuna varıldı.